论文部分内容阅读
差别化纤维是指通过化学改性或者物理变性制得的,有较大创新或具有与常规品种有明显差别特性的新型纤维。差别化纤维一般包括超细纤维、异形纤维和复合纤维等。目前,复合纤维截面大多数是圆形的,异形纤维是单组分的,而且至今未有较大突破。本文提出开发的复合异形纤维兼顾复合纤维和异形纤维的优点,主要研究复合异形纤维的成型机理,设计典型的复合异形喷丝组件,并进行实验验证及新产品开发。所做的具体工作如下:(一)分析了异形度对异形纤维性能的影响。根据高聚物流变学控制方程及双组分的纺丝理论,在单组分异形和复合圆形的基础上,研究了复合异形纤维成形的数学模型。(二)在理论研究的基础上,基于Polyflow软件对PA6/PET扁平(AB)纺丝熔体的挤出成型进行了数值仿真。研究了工艺参数对复合扁平纤维成形的影响,讨论了两组分粘度、两组分流量比对复合异形纤维截面形状及形状系数的影响。结果表明:粘度、两组分流量比对复合异形纤维的截面形状起决定性作用。(三)在理论研究及数值计算的基础上进行了复合扁平纤维(ABA)实验。通过复合异形纺丝试验线制备了PA6/PET复合扁平纤维,对其纤维的截面形状及形状系数进行测量。结果表明:1)PA6/PET复合扁平纤维的形状系数随着总流量的增大而增大;2)PA6/PET复合扁平纤维的形状系数随着PA6与PET的流量比增大而减小;3)PA6/PET复合扁平纤维的形状系数随着纺丝温度的增大而减小;4)总流量、流量比、纺丝温度比对复合扁平纤维形状系数的影响较为明显,实验结果与模拟结果趋势一致。(四)在扁平纤维开发基础上,分别对十字皮芯、中空皮芯的复合异形纤维的截面及异形度随工艺参数的变化进行了实验研究。结果表明:1)PA6/PET十字皮芯纤维的形状系数随着总流量的增大而增大;2)PA6/PET十字皮芯纤维的形状系数随着PA6与PET的流量比增大而减小;3)PA6/PET中空皮芯纤维的中空度随着总流量的增大而减小;4)PA6/PET中空皮芯纤维的中空度随着PA6与PET的流量比增大而增大;5)总流量、两种组分的流量比、纺丝温度对纤维形状系数、中空度的影响比较大,吹风的速度对纤维形状系数、中空度的影响次之,吹风的起始高度对纤维形状系数、中空度的影响较小;6)PA6与PET的比值过大或过小会使PA6/PET中空皮芯纤维出现不闭合的情况。通过对涤锦复合异形纤维的成形工艺与装备的研发,证明了开发复合异形纤维想法的可行性,并提供了指导生产的数字化工艺方法;开发的复合异形纤维产品具有产业化应用前景。